FENG jest innowacyjnym projektem wykorzystującym nowoczesną technologię - terapię fotodynamiczną (ang. photodynamic therapy, PDT). Jego celem jest opracowanie związków chroniących rośliny poprzez aktywowanie światłem. Dzięki wykorzystaniu PDT możliwe jest opracowanie związków chroniących rośliny bez ubocznego działania toksycznego jak np. zaburzenia fotosyntezy. Projekt zakłada syntezę związków chemicznych oraz liczne analizy z zakresu ekotoksyczności czy mikrobiologii. Badania obejmują zwalczanie chorób bakteryjnych i grzybiczych oraz wpływ na wzrost i rozwój roślin. FENG wykorzystując innowatorskie technologie wpisuje się w nowoczesny model rolnictwa, dbający o rozwój oraz ekologię. Idea wychodzi naprzeciw rolnikom i producentom żywności korzystających z technologii ochrony roślin.

Badania nad aktywowanymi światłem środkami ochrony roślin mają ogromne znaczenie dla medycyny, społeczeństwa i zdrowia publicznego. Otwierają drogę do stosowania innowacyjnych i kontrolowanych metod ochrony roślin. Poszerzenie aspektów stosowania PDT może ograniczyć stosowanie tradycyjnych pestycydów, które zanieczyszczają glebę, wodę i żywność. Sprzyja to zrównoważonemu rolnictwu i bezpieczeństwu konsumentów. Z medycznego punktu widzenia innowacyjne aktywowane światłem środki ochrony roślin zmniejszą ryzyko dla zdrowia związane z pozostałościami chemicznymi w żywności.

Axially disubstituted silicon(IV) phthalocyanine as a potent sensitizer for antimicrobial and anticancer photo and sonodynamic therapy.

Autorzy: Wysocki Marcin, Ziental Daniel, Biyiklioglu Zekeriya, Józkowiak Małgorzata, Długaszewska Jolanta, Piotrowska-Kempisty Hanna, Guzel Emre, Sobotta Łukasz.

Rok: 2025

Czasopismo: Int. J. Mol. Sci.

N-methylpyridinium porphyrin complexes as sensitizers for sonodynamic therapy against planktonic and biofilm-forming multidrug-resistant microbes.

Autorzy: Ziental Daniel, Giuntini Francesca, Wysocki Marcin, Talarska-Kulczyk Patrycja, Kubicka Agata, Długaszewska Jolanta, Sobotta Łukasz

Rok: 2025

Czasopismo: Int. J. Mol. Sci.

Quaternized phthalocyanines as a tool against melanoma and a broad spectrum of bacteria and fungi.

Autorzy: Ziental Daniel, Anaya-Plaza Eduardo, Talarska-Kulczyk Patrycja, Kubicka Agata, Żurawski Jakub, Długaszewska Jolanta, de la Escosura Andrés, Torres Tomas, Sobotta Łukasz.

Rok: 2025

Czasopismo: J. Photochem. Photobiol. B

Versatile porphyrin arrangements for photodynamic therapy - a review.

Autorzy: Głowacka-Sobotta Arleta, Czarczyńska-Goślińska Beata, Ziental Daniel, Wysocki Marcin, Michalak Maciej [A.], Guzel Emre, Sobotta Łukasz

Rok: 2024

Czasopismo: Nanomaterials

International Photodynamic Association (IPA) 2025 World Congress in Shanghai

Uczestnik: Ziental Daniel

Liposomal delivery of violacein for enhanced sonodynamic therapy

CRS DeChAt Local Chapter Meeting. Bern, Switzerland, 13th-14th February 2025

Autorzy: Ziental Daniel, Janiak Dominika, Czajkowski Mikołaj, Majchrzak-Celińska Aleksandra, Długaszewska Jolanta, Wysocki Marcin, Krajka-Kuźniak Violetta, Sobotta Łukasz

Quaternized phthalocyanines as a powerful tool against a broad spectrum of pathogenic microorganisms and melanoma.

Eurestop General Meeting (Grant Period 3). Seville, Spain, 30-31 January 2025

Autorzy: : Ziental Daniel, Anaya Plaza Eduardo, Talarska-Kulczyk Patrycja, Kubicka Agata, Żurawski Jakub, Długaszewska Jolanta, de la Escosura Andres, Torres Tomas, Sobotta Łukasz

Violacein and liposomal violacein as sonosensitizers: applications in antimicrobial resistance and melanoma.

32nd Young Research Fellows Meeting. Paris, France, 26th-28th February 2025

Autorzy: Pawska Aleksandra, Ziental Daniel, Janiak Dominika, Majchrzak-Celińska Aleksandra, Długaszewska Jolanta, Wysocki Marcin, Krajka-Kuźniak Violetta, Sobotta Łukasz

Pyrene-Modified Phthalocyanines as a Potential Powerful Tool Against Melanoma and a Broad Spectrum of Bacteria and Fungi

32nd Young Research Fellows Meeting. Paris, France, 26th-28th February 2025

Autorzy: Ziental Daniel, Anaya Plaza Eduardo, Talarska-Kulczyk Patrycja, Kubicka Agata, Żurawski Jakub, Długaszewska Jolanta, Andrés de la Escosura, Torres Tomas, Sobotta Łukasz, Szymczyk Jakub

Terapia fotodynamiczna (PDT) skuteczna metoda oparta na świetle, która znajduje zastosowanie nie tylko w leczeniu nowotworów, ale również w zwalczaniu bakterii opornych na antybiotyki. W tej terapii kluczową rolę odgrywa fotouczulacz (PS) – związek chemiczny, który po aktywacji światłem o odpowiedniej długości fali generuje reaktywne formy tlenu (ROS). Powstające ROS wywołują uszkodzenia struktur komórkowych bakterii (takich jak błony, białka i DNA), prowadząc do ich skutecznej eliminacji.

W naszym laboratorium badamy nie tylko aktywność fotouczulaczy oraz ich zdolność do generowania reaktywnych form tlenu w warunkach biologicznych, lecz także zajmujemy się syntezą nowych związków makrocyklicznych o potencjale fotouczulaczy. Szczególną uwagę poświęcamy strukturom inspirowanym naturalnymi porfirynami, które dzięki odpowiedniej modyfikacji mogą wykazywać zwiększoną selektywność wobec bakterii i większą efektywność w generowaniu ROS.

Synteza organiczna w tym kontekście opiera się na zaawansowanych metodach budowania makrocykli, obejmujących zarówno klasyczne podejścia (takie jak reakcje kondensacji i cyklizacji), jak i nowoczesne techniki, np. katalizę metaloorganiczną. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom możliwe jest precyzyjne projektowanie cząsteczek o pożądanych właściwościach fotofizycznych i biologicznych.

Tak opracowane fotouczulacze mogą znaleźć zastosowanie w fotodynamicznej inaktywacji bakterii (aPDI – antimicrobial photodynamic inactivation), która stanowi obiecującą alternatywę, szczególnie w obliczu narastającego problemu oporności wielolekowej.

Część biologiczna projektu składa się z dwóch etapów. W pierwszym etapie, przeprowadzonym w kontrolowanych warunkach, przygotowano hodowlę in vitro wybranych gatunków roślin. Hodowle in vitro zaszczepiono określonymi patogenami, a następnie poddano działaniu związków fotouczulających. Na tym etapie oceniono toksyczność badanych substancji dla roślin oraz ich selektywne działanie biobójcze wobec patogenów. W drugim etapie przeniesiono badania do warunków polowych, co umożliwiło ocenę opracowanego związku fotouczulających w warunkach naturalnych.

Projekt wyróżnia się na tle dotychczasowych badań dzięki innowacyjnemu zastosowaniu terapii fotodynamicznej (PDT), która stanowi przełomowe podejście do ochrony roślin. Dotychczas metoda ta była stosowana głównie w medycynie, co sprawia, że projekt ten ma potencjał, aby stać się pionierskim przedsięwzięciem w rolnictwie. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod ochrony, które często opierają się na toksycznych związkach chemicznych, PDT stanowi bardziej zrównoważoną i ekologiczną alternatywę w zwalczaniu grzybowych i bakteryjnych chorób roślin. Innowacyjność projektu polega na wykorzystaniu aktywowanych światłem fotouczulaczy w celu precyzyjnej i selektywnej eliminacji patogenów roślinnych, przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa zarówno roślin, jak i środowiska.

Projekt jest realizowany we współpracy z Katedrą Genetyki i Hodowli Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, gdzie prowadzone są eksperymenty laboratoryjne dotyczące wpływu związków fotouczulających na rozwój roślin. Połączenie wiedzy zespołu w zakresie terapii fotodynamicznej z wiedzą ekspertów w dziedzinie genetyki, odporności roślin i hodowli pozwala na ocenę skuteczności tej metody, a także weryfikację jej potencjalnych zastosowań w praktyce rolniczej.